西汉武帝元狩二年(前121年)设玉门县(治所在今赤金镇一带)，隶属酒泉郡。
晋元康五年(295年)玉门县分置骍马、会稽(今玉门镇一带)二县。

西魏(534-556年)置玉门、会稽二郡。

隋开皇九年(589年)改会稽县为玉门县，隶属敦煌郡。

唐开元十五年(727年)置玉门军(驻今赤金镇)。天宝十四年(755年)废玉门军，复置玉门县。

宋景祐三年(1036年)玉门属西夏蕃和郡。

元蒙古汗国成吉思汗二十二年(1227年)西夏政权亡，玉门被蒙古族占据。

明洪武八年(1375年)始设赤斤(即赤金)蒙古卫等关西七卫。

清康熙五十六年(1717年),授礼部尚书富宁安为靖逆将军，驻达里图(今玉门镇)。

清乾隆二十四年(1759年)靖逆、赤金二卫合并设玉门县(治所在今玉门镇)。

清同治元年(1862年)赤金淘金人在石油河捞石油，次年修建老君庙。

1921年，地质学家翁文灏、谢家荣调查玉门石油地质。

1932年，玉门昌马一带发生7.5级强烈地震。

1935年，玉门县划分为五乡一镇，即靖边乡、柳河乡、赤金乡、花海乡、昌马乡、晋昌镇(今玉门镇)。

1937年，地质学家孙健初和美国人韦勒博士以及工程师萨顿等到达酒泉，赴玉门石油河一带进行调查。

1938年，国民政府经济部资源委员会在汉口设立甘肃油矿筹备处。是年，经中国共产党中央副主席周恩来协调，将延长油矿的两部钻机运达玉门。

1939年3月，在老君庙北15米处用人工挖掘方井，至23米处出油，日产原油1.5吨。后用顿钻钻进，8月11日钻至115.51米时遇K油层，日产原油10吨，此油井史称玉门油矿第一井。

1941年，中国共产党在玉门油矿成立老君庙支部。

1942年8月29日，国民党国防委员会委员长蒋介石，在白崇禧、胡宗南、马鸿宾的陪同下视察玉门油矿。

1949年9月25日，中国人民解放军第一野战军三军九师装甲车部队，在军长黄新廷率领下进驻玉门油矿，油矿获得解放。

1949年9月26日，玉门县解放。10月8日，中共玉门县委、玉门县人民政府成立。

1950年7月，中共玉门油矿委员会成立。

1950年8月5日，玉门矿务局成立，同时结束军管。

1951年6月，玉门各界群众踊跃捐款15.7亿元(旧币)，为抗美援朝购买捐献了一架“石油工人号”战斗机。

1952年3月，玉门矿务局《人民油田》改名为《石油工人报》。

1952年11月10日，玉门油矿的开拓者孙健初逝世，享年55岁。1954年7月在油城公园建成孙健初纪念碑。

1954年6月，玉门县召开第一次人民代表大会。11月10日，中共玉门县委第一次代表大会召开。

1955年10月26日，国务院批准成立玉门市(省辖市)。玉门县划规张掖专区管辖。

1956年6月24日，兰新铁路正式通车到玉门。7月1日，玉门原油首次由火车外运。

1956年11月29日，叶剑英元帅来玉门油矿视察。

1957年4月6日，中共中央总书记邓小平视察玉门油矿。

1957年4月27日，共青团中央第一书记胡耀邦视察玉门。

1958年3月，赤金峡水库开工建设。

1958年6月26日，国务院副总理陈云视察玉门。

1958年7月15日，中共中央副主席朱德元帅视察玉门。

1958年10月25日，彭德怀元帅视察玉门。

1961年9月，石油工业部部长余秋里视察玉门油矿。

1961年12月，国务院批准，玉门市和玉门石油管理局政企分设。玉门市改为县级市，隶属酒泉专区。

1963年12月，聂荣臻元帅视察玉门油矿。

1964年6月，玉门油矿青年工人何全珍参加共青团中央第九次全国代表大会。

1974年12月，“玉门1号”小麦优良品种在中国农业展览馆展出。

1982年7月20日，时任国务院总理的赵紫阳视察玉门。

1984年1月，中国人民政治协商会议玉门市第一届委员会召开第一次会议。

1987年10月25日，玉门市下西号乡农民殷志福作为农民代表参加中国共产党第十三次全国代表大会。

1989年9月玉门市获国务院“夏粮夏油总产和单产分别超历史最高水平”奖。

1993年10月，铁人王进喜故居纪念馆在赤金镇和平村落成开馆。

1996年5月，甘肃省河西走廊(疏勒河)农业灌溉暨移民安置综合开发项目启动实施。

1997年6月，甘肃省第一家风力发电厂—玉门节源风电厂首批风机并网发电。此后，大唐等风电项目相继开发。

1998年青西油田开始大规模开发建设。

2000年9月17日，疏勒河昌马水库顺利实现大坝截流。

2002年11月，玉门市柳河乡农民顾天祥作为农民代表参加中国共产党第十六次全国代表大会。

2003年5月，国务院批准，玉门市人民政府驻地由老市区迁至新市区(玉门镇)。

2005年，时任中共中央政治局委员、国务委员、公安部长的周永康视察玉门。

2005年，嘉安高速公路开工建设。

2005年9月8日，中共玉门市委、玉门市人大常委会、玉门市人民政府、政协玉门市委员会在新市区挂牌。

2007年9月，时任中共中央政治局委员、国务院副总理的曾培炎来玉门视察风电产业。

2008年11月15日，玉门市铁人王进喜纪念馆在赤金镇甘店子落成开馆。